4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释课堂互动三点剖析1
热传导的方向性和热力学第二定律(1)热传导的方向性 温度不同的两个物体接触时,热量会自发地从高温物体传给低温物体,但不会自发地从低温物体传给高温物体
这说明:热传导的过程是具有方向性的
这个过程可以自发地进行,但是向相反的方向却不能自发地进行
要实现相反方向的过程,必须借助外界的帮助,因而会产生其他影响或引起其他变化
(2)热力学第二定律① 常见的两种表述 按热传递的方向性来表述(克劳修斯表述):不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化
按机械能与内能转化过程的方向性来表述(开尔文表述):不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化
② 两种表述是等价的可以从一种表述导出另一种表述,两种表述都称为热力学第二定律
③ 热力学第二定律的意义提示了有大量分子参与的宏观过程的方向性,是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律
(3)热机效率① 热机做的功 W 和它从热源吸收的热量 Q 的比值叫做热机的效率 η=QW② 热机的效率不可能达到 100%2
对永动机和热力学第二定律的认识(1)对永动机的认识① 第二类永动机:人们把想象中能够从单一热源吸收热量,全部用来做功而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机
② 第二类永动机不可能制成表示机械能和内能的转化过程具有方向性
尽管机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化成机械能,同时不引起其他变化
(2)对热力学第二定律的微观解释几个概念:① 微观态和宏观态如果对某一问题事先规定了一定的限制,实际上就规定了一个“宏观态”
如果满足条件的情况有很多,每一种情况就称为一个“微观态”,此时,一个“宏观态”对应着多个“微观态”
② 有序和无序如果一个“宏观态”对应着的“微观态”非常少,说明这个“宏观态”比较有序,反之,如果一个“宏观态”对应着的“微观态”